Acta Nova

E d i t o r i a l

Monitoreo de Sequías en Bolivia en un Entorno Operativo mediante el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI-1) y el Índice de Condición de Vegetación (VCI) con Google Earth Engine

Resumen: La sequía es un fenómeno recurrente con impactos críticos en la agricultura y los recursos hídricos de Bolivia. Para abordar este desafío, el presente estudio evalúa las condiciones de sequía utilizando un enfoque dual: el Índice de Precipitación Estandarizado (SPI-1) para cuantificar anomalías meteorológicas y el Índice de Condición de Vegetación (VCI) para medir la respuesta y salud de la vegetación. La metodología se implementó en la plataforma Google Earth Engine (GEE), procesando datos de precipitación de CHIRPS y de vegetación (NDVI) de MODIS durante un extenso período (1981-2024). Los resultados indican que, si bien las condiciones normales predominan en aproximadamente el 70% del territorio, se identifican regiones vulnerables a la sequía en el Altiplano, el Chaco y los valles. De particular importancia es la tendencia descendente observada en el VCI, especialmente desde 2010, lo que sugiere un creciente estrés en la vegetación a nivel nacional. Este estudio concluye que el marco metodológico propuesto es una herramienta eficiente y escalable para el desarrollo de un sistema de monitoreo operativo de sequías, al tiempo que reconoce su contexto metodológico y sienta las bases para futuras mejoras.

Abstract: Drought is a recurring phenomenon with critical impacts on Bolivia's agriculture and water resources. To address this challenge, this study assesses drought conditions using a dual approach: the Standardized Precipitation Index (SPI-1) to quantify meteorological anomalies and the Vegetation Condition Index (VCI) to measure vegetation health and response. The methodology was implemented on the Google Earth Engine (GEE) platform, processing precipitation data from CHIRPS and vegetation data (NDVI) from MODIS over an extended period (1981-2024). The results indicate that while normal conditions prevail across approximately 70% of the territory, vulnerable regions are identified in the Altiplano, Chaco, and valleys. Of particular significance is the observed descending trend in the VCI, especially since 2010, suggesting growing vegetation stress nationwide. This study concludes that the proposed methodological framework is an efficient and scalable tool for developing an operational drought monitoring system, while acknowledging its methodological context and laying the groundwork for future enhancements.

Efectos de las prácticas de manejo del estiércol de pollo en la calidad del suelo y el desarrollo de las plantas

Abstract: While chicken manure generation and its use as fertilizer have increased worldwide, the cost of composting has frequently led to the direct application with potential negative consequences for soil and water quality. In the agricultural highlands of the Bolivian Andes, chicken manure at varying stages of composting is applied as an alternative for improving soil fertility. However, to formulate management recommendations for its proper use, it is essential to assess its effects on soils and plant growth at different stages of composting. In this study, we evaluated the effects of compost pile turning frequencies (no turning, every four and two weeks) on chicken compost maturity and stability during 150 days, and the effects of the compost produced on soil properties (pH, electrical conductivity, soluble and extractable carbon and nitrogen fractions, microbial biomass and potential respiration), seed germination, root and shoot length, and plant biomass production. Faster manure stabilization was observed in piles subjected to turning events. Soil fertilization with chicken manure increased hot water-extractable C and N, respiration potential, pH, seed germination and growth of a plant species indicator Avena sativa L. (shoot length and plant biomass production). The use of manure extracts at early stages of decomposition resulted in apparent root damage to A. sativa seedlings, which declined with turning events and compost age. Composting manure piles a minimum of 100 days with one turning event every four weeks before its application to the field ensures proper manure stabilization and maturation.

Resumen: La producción de estiércol de pollo y su uso como fertilizante en la agricultura han aumentado a nivel mundial, sin embargo, los costos asociados a su compostaje con frecuencia conducen a su utilización directa como fertilizante, con potenciales consecuencias para la calidad del suelo y el agua. En las zonas agrícolas de los Andes bolivianos, el estiércol de pollo en distintos estados de compostaje es utilizado como una alternativa para mejorar la fertilidad del suelo. Sin embargo, para formular recomendaciones de manejo adecuadas, es fundamental evaluar sus efectos sobre el suelo y el crecimiento vegetal en diferentes etapas de su descomposición. En este estudio se evaluaron los efectos de diferentes frecuencias de volteo de las pilas de estiércol de pollo (sin volteo y con volteo cada cuatro y dos semanas) sobre su madurez y estabilidad durante 150 días, así como los efectos de su utilización sobre las propiedades del suelo (pH, conductividad eléctrica, fracciones solubles y extraíbles de carbono y nitrógeno, biomasa microbiana y respiración potencial) y el desarrollo vegetal (germinación, longitud de raíces y brotes, producción de biomasa). Se observó una estabilización más rápida del estiércol en las pilas sometidas a eventos de volteo. La fertilización del suelo con estiércol de pollo aumentó el C y nitrógeno extraíbles, la respiración potencial, el pH, la germinación y el desarrollo de Avena sativa L. como especie indicadora. El estiércol en etapas tempranas de descomposición provocó daños aparentes en las raíces de plántulas de A. sativa, efecto que disminuyó con los eventos de volteo y la maduración del estiércol. Los resultados indican que compostar el estiércol de pollo durante un mínimo de 100 días y con al menos un volteo cada cuatro semanas, asegura una adecuada estabilización y maduración para su aplicación como fertilizante.

Análisis de las inundaciones mediante simulaciones Hidrológicas e Hidráulicas en el río Chorolque de Santiago de Cotagaita

Resumen: La investigación se enfoca en el análisis de las inundaciones en el Municipio de Santiago de Cotagaita, Departamento de Potosí, como respuesta al evento extremo ocurrido en febrero de 2020, cuando el río Chorolque se desbordó causando daños a la población. Se aplicaron herramientas de modelación hidrológica HEC-HMS e hidráulica HEC-RAS, para simular caudales máximos y evaluar el comportamiento del cauce bajo distintos escenarios de cambio climático. Para lo cual, se utilizaron datos hidrometeorológicos históricos (1990-2024), curvas I-D-F ajustadas con y sin cambio climático, y se delimitaron subcuencas a partir de un modelo digital de elevación. Los resultados muestran que los actuales muros de contención son insuficientes frente a eventos con periodos de retorno de 50 y 100 años. Se propusieron medidas estructurales (muros de gaviones mejorados) y no estructurales (sistemas de alerta temprana, monitoreo y educación ambiental) como parte de una estrategia de implementación de medidas de reducción de riesgos de desastres de inundaciones.

Abstract: The research focuses on the analysis of flooding in the Municipality of Santiago de Cotagaita, Department of Potosí, in response to the extreme event that occurred in February 2020, when the Chorolque River overflowed its banks, causing damage to the population. HEC-HMS hydrological and HEC-RAS hydraulic modeling tools will be applied to simulate peak flows and evaluate riverbed behavior under different climate change scenarios. Historical hydrometeorological data (1990-2024), I-D-F curves fitted with and without climate change, and subbasins were delimited using digital elevation model. The results show that current retaining walls are insufficient for events with return periods of 50 and 100 years. Structural measures (improved gabion walls) and non-structural measures (early warning, monitoring, and environmental education systems) were proposed as part of a strategy to implement flood disaster risk reduction measures.

Transformación de los patrones de incendios forestales en Bolivia (2001-2024): un análisis multitemporal con datos satelitales

Resumen: Los incendios forestales en Bolivia han aumentado significativamente en las últimas décadas, convirtiéndose en un factor crítico de degradación de los ecosistemas. El presente estudio analiza la dinámica espacio-temporal de los incendios y su relación con los tipos de cobertura vegetal afectados entre 2001 y 2024. Se utilizaron datos satelitales del producto MODIS (área quemada) y de la base de datos MapBiomas Bolivia (cobertura y uso del suelo), procesados en Google Earth Engine. La cobertura vegetal se clasificó en tres categorías: Bosque, No Bosque y Agricultura. Los resultados evidencian una afectación por incendios acumulada de aproximadamente el 27 % del territorio nacional, con los departamentos de Beni y Santa Cruz como los más impactados. Se observa un cambio preocupante en los patrones de incendios: mientras que en años anteriores predominaban las quemas en áreas no boscosas, en 2024 el 58 % de la superficie afectada correspondió a zonas boscosas, lo que indica una creciente presión sobre ecosistemas forestales. Además, se evidenció una fuerte estacionalidad, con concentraciones de incendios entre los meses de julio y octubre, y picos máximos en 2010, 2019 y 2024. La integración de datos satelitales multitemporales permitió identificar tendencias y variaciones espaciales significativas en la ocurrencia de incendios, así como los tipos de vegetación más vulnerables. Estos hallazgos aportan una visión integral del impacto del fuego en Bolivia.

Abstract: Wildfires in Bolivia have increased significantly in recent decades, becoming a critical driver of forest ecosystem degradation. This study analyzes the spatio-temporal dynamics of wildfires and their relationship with affected vegetation cover types between 2001 and 2024. Satellite data from the MODIS burned area product and the MapBiomas Bolivia land cover and land use database were used and processed in Google Earth Engine. Vegetation cover was classified into three categories: forest, non-forest, and agriculture. The results show a cumulative fire impact affecting approximately 27% of the national territory, with the departments of Beni and Santa Cruz being the most impacted. A concerning shift in fire patterns was observed: while fires in previous years mainly occurred in non-forested areas, in 2024, 58% of the affected area corresponded to forested zones, indicating increasing pressure on forest ecosystems. A strong seasonality was also evident, with fire concentrations between July and October, and peak years in 2010, 2019, and 2024. The integration of multi-temporal satellite data allowed for the identification of significant spatial trends and variations in fire occurrence, as well as the types of vegetation most vulnerable to fire. These findings provide a comprehensive overview of fire impacts in Bolivia.

Análisis de las inundaciones implementando modelos de circulación global (GCMS)

Resumen: El estudio analiza la amenaza de inundaciones y la proyección de eventos futuros utilizando registros de precipitación históricos y Modelos de Circulación Global (MIROC- ESM e IPSL-CM5A-MR) bajo el escenario RCP 8.5. Las proyecciones fueron ajustadas a escala local utilizando datos de la Plataforma de Simulación Climática del CR2, que aplica técnicas de downscaling estadístico. Las simulaciones con HEC- HMS estimaron caudales máximos de 44 m3 s-1, el modelo IBER identifico 5440 hectáreas con riesgo de inundación. Se puede esperar un incremento de 7.5% en la intensidad de las lluvias en áreas urbanas y agrícolas de alta exposición al riesgo, con profundidades de inundación de hasta 2.5 metros. Aplicando medidas estructurales como diques, canales y embalses de retención, así como acciones no estructurales orientadas a la gestión del territorio, educación ambiental e implementación de sistemas de alerta temprana, se pude reducir el riesgo de las inundaciones. La combinación de modelos climáticos y herramientas de simulación contribuye a una planificación integral y sostenible en regiones vulnerables a las inundaciones.

Abstract: This study analyzes flood hazards and projections of future events using historical precipitation records and Global Circulation Models (MIROC-ESM and IPSL-CM5A-MR) under the RCP 8.5 scenario. Projections were adjusted to a local scale using data from the CR2 Climate Simulation Platform, which applies statistical downscaling techniques. Simulations with HEC-HMS estimated peak flows of 44 m3 s-1, and the IBER model identified 5,440 hectares at risk of flooding. A 7.5% increase in rainfall intensity in high-risk urban and agricultural areas, with flood depths of up to 2.5 meters, could be expected. Applying structural measures such as dikes, canals, and retention reservoirs, as well as non-structural actions aimed at land management, environmental education, and the implementation of early warning systems, can reduce flood risk. The combination of climate models and simulation tools contributes to comprehensive and sustainable planning in flood- prone regions.

Evaluación participativa agroambiental de cuatro formulaciones de biofertilizante líquido (biol) aplicadas a cultivos de lechuga (Lactuca sativa) y rábano (Raphanus sativus) en Tiraque, Cochabamba, Bolivia

Resumen: Las prácticas agrícolas inadecuadas en el manejo y uso de los fertilizantes químicos generan impactos negativos ambientales, económicos y sociales como la contaminación de aguas subterráneas, pérdida de fertilidad de suelos, y dependencia de insumos externos entre otros. Como una alternativa más sostenible, la agroecología promueve el uso de biofertilizantes líquidos, como el biol, el cual se obtiene a través de la fermentación anaeróbica de residuos orgánicos del sector agroalimentario. Sin embargo, en Bolivia las comunidades utilizan diferentes formulaciones y hasta la fecha existen pocos estudios que respalden su eficiencia y cuantifiquen sus efectos en variables agronómicas de los cultivos. En este contexto, se evaluaron cuatro formulaciones de biol utilizadas por los productores de la comunidad de Virvini (Tiraque), en cultivos de lechuga (Lactuca sativa) y rábano (Raphanus sativus). Estas formulaciones fueron evaluadas mediante la metodología de Investigación-Acción Participativa involucrando a estudiantes del Centro de Educación Alternativa Tata Esteban en todas las etapas de la investigación hasta el análisis de las variables agronómicas en campo. Los seis tratamientos evaluados conformaron un testigo sin enmiendas (T0), un fertilizante químico granulado 2020-0 (T1) y una formulación base de biol utilizada por los productores (T2), a la cual se adicionó chancaca (T3), leche (T4) y estiércol porcino (T5). Después de evaluar ocho variables agronómicas, el análisis estadístico evidenció diferencias significativas entre tratamientos. En rábano, los tratamientos con biol + estiércol porcino (T5) y biol + chancaca (T3) lograron mayores rendimientos, promedios en peso y diámetro de raíz. En lechuga, el biol de los productores (T2) presentó los mejores resultados en todas las variables evaluadas.

Abstract: Inadequate agricultural practices in the management and use of chemical fertilizers generate negative environmental, economic, and social impacts, such as groundwater contamination, loss of soil fertility, and dependence on external inputs, among others. As a more sustainable alternative, agroecology promotes the use of liquid biofertilizers, such as biol, which are obtained through the anaerobic fermentation of organic residues from the agri-food sector. However, in Bolivia, communities employ diverse formulations, and to date there are few studies that support their efficiency and quantify their effects on agronomic variables in crops. In this context, four biol formulations used by producers in the community of Virvini (Tiraque) were evaluated in lettuce (Lactuca sativa) and radish (Raphanus sativus) crops. These formulations were assessed using a Participatory Action Research approach, involving students from the Tata Esteban Center for Alternative Education at each stage of the research process. The six treatments consisted of an untreated control (T0), a granular chemical fertilizer 20-20-0 (T1), and a base biol formulation used by producers (T2), which was supplemented with chancaca (T3), milk (T4), and swine manure (T5). After evaluating eight agronomic variables, statistical analysis revealed significant differences among treatments. In radish, the biol + swine manure (T5) and biol + chancaca (T3) treatments achieved the highest yields, with greater mean root weight and diameter. In lettuce, the producers' biol (T2) showed the best performance across all evaluated variables.